熔盐法制备PZT-PZN-PMS压电陶瓷：含量变化对性能的影响及优化策略

本文档主要探讨了PZN含量变化对PZT-PZN-PMS压电陶瓷相结构和性能的影响。通过熔盐法制备出四元系压电陶瓷材料0.9Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3 xPb(Zn1/3Nb2/3)O3 (0.1-x)Pb(Mn1/3Sb2/3)O3，使用XRD技术对粉体和制备后的陶瓷进行了相结构分析。研究的重点集中在Pb(Zn1/3Nb2/3)O3（PZN）含量对材料的机械品质因数Qm（衡量材料在电场作用下的能量转换效率）、机电耦合系数Kp（反映电荷与位移之间的关系）、压电常数d33（测量材料的压电效应强度）以及介电损耗tgδ（衡量材料在高频下电介质性能）的影响。 研究表明，随着PZN含量的逐渐增加，初期Kp值会有所提升，这可能是因为PZN的引入增加了材料的电荷响应能力。然而，随着PZN含量继续增加，Kp值却出现下降趋势，可能是因为过多的PZN导致相结构的变化影响了材料的有效电荷传输。同时，压电常数d33随PZN含量增加而增加，反映了材料在电场作用下的变形能力增强。介电损耗tgδ则表现出先减少后增加的特性，可能与晶格结构的优化和缺陷控制有关。 机械品质因数Qm却呈现出相反的趋势，即随PZN含量的增加而逐渐减小，这表明尽管材料的电性能有所改善，但能量转换效率可能在一定程度上受到负面影响。当PZN摩尔含量达到某个特定值时，陶瓷显示出最佳的压电性能，具备优良的压电性能参数，包括较高的Qm、Kp和d33，以及适中的介电损耗。因此，这种PZT-PZN-PMS压电陶瓷具有潜在的应用价值，可以作为大功率压电陶瓷变压器的理想候选材料。 本文提供了关于如何通过调控PZN含量来优化压电陶瓷性能的重要见解，这对于压电陶瓷材料的设计和优化具有重要的科学价值和工程意义。通过深入理解这些发现，研究人员可以更好地控制和预测新材料的性能，以满足特定应用领域的需求。